专利名称：利用太阳能从生物质和水中制取氢气工艺方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及到从生物质和水中制取氢气的方法，以及所用的设备。
由于波及到世界范围的能源危机日趋严重，把太阳能作为一种能源的开发也越来越引起人们的重视。目前，太阳能集热设备可分为两大类，一类是直接入射型;另一类是定日镜型，定日镜型是采用转动的反射镜或定日镜将太阳光反射到固定的聚光器，然后通过流动的工质，将收集的热能转递到需要热能的设备上去。这种聚光器的输出功率是由其有效面积而决定的，有的输出功率可高达1000千瓦，可得到3000℃以上的高温。生物质是有机物中除矿物燃料外的所有来源于动植物的能再生的物质。世界上生物质能资源种类繁多，主要有农作物和农业有机残余物，林木和森林工业残余物。象一些工农业有机残余物目前只能作为垃圾白白扔掉既浪费资源，又污染环境。目前，在合成氨工业中，以固体燃料(焦炭、无烟煤、各种劣质煤及粉煤)气态烃(天然气、焦炉气、石油炼石气等)，液态烃(轻油、重油等)为原料制取合成氨原料气-氢气，无论在工艺方法上还是在设备上已经非常成熟、非常完善。氢气可以作为一种气体燃料使用，既干净，卫生又无污染的优点也颇引注意。上述这些情况给我们提出了这些问题如何开发、合理利用太阳能，如何变废物为宝物，如何为社会提供更多的气体燃料-氢气，为能源短缺提供新的解决途径。
本发明的目的是实现一种利用太阳能从生物质和水中制取氢气的工艺方法及其设备。该方法能有效、合理利用大自然的能源和资源，能变废物为宝物，为社会提供更多的气体燃料-氢气，为能源短缺提供新的解决途径。
利用太阳能从生物质和水中制取氢气工艺方法包括有固态碳转化步骤，固态碳在600℃-1000℃中，常压下与水蒸气反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气;和液态烃类的转化步骤，该转化步骤通过催化裂解法，并与水蒸汽反应后生成氢气、一氧化碳、二氧化碳，该工艺方法还包括有净化工艺步骤，该净化工艺步骤是将上述两个转化步骤中生成的转化气体及一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气进行除固体杂质、脱硫、脱二氧化碳和一氧化碳变换的净化处理，最后得到纯度为97-99%的氢气，上述工艺过程为传统的以固体燃料、液态烃为原料制取合成氨原料气-氢气的过程，本发明的要点是，上述转化步骤中的固态碳;一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气;液态烃类是从生物质和水中制成，其过程为将生物质放在生物质转化塔中，在温度为200℃-1000℃范围内，压力为常压条件下分解成三种形态的物质固态物质、液态物质、气态物质，该液态物质、气态物质经冷却分离塔冷却处理后得到上述的一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气和液态烃类，该固态物质为上述转化步骤中所需的固态炭，并且该工艺方法使用的所有的热能都来自于太阳能。
下面用结合附图进行详细的说明。
图1为利用太阳能从生物质和水中制取氢气工艺方法的流程图。
图2为生物质转化塔示意图。
图3为冷却分离塔示意图。
图4为水加热器示意图。
图5为图4的A-A剖视图。
图6为高温加热器示意图。
图7为脱硫工艺流程图。
图8为一氧化碳变换工艺流程图。
图9为脱二氧化碳工艺流程图。
图10为脱残余的一氧化碳、二氧化碳工艺流程图。
图11为液态烃类转化工艺流程图。
图12为气化炉的示意图。
如图1所示，太阳能聚光设备1将光能转化成热能，并通液态金属工质-汞，将热能传递到生物质转化塔3、太阳能水加热器2、太阳能高温蒸汽加热器10、12、液态烃类转化装置6、一氧化碳变换装置7、图中虚线所示，液态汞通过进回管道循环使用。
如图1所示，太阳能水加热器2利用液态汞提供的热量将水加热成低压水蒸汽，并将低压水蒸汽输送到冷凝器8、太阳能高温蒸汽加热器10、液态烃转化装置6、脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置11，图中用“-N-”表示低压蒸汽的输送方向。
如图1所示，冷凝器8将太阳能水加热器2提供的低压蒸汽冷凝为蒸馏水，并将蒸馏水输送到冷却分离塔4、液态烃类转化装置6、一氧化碳变换装置7、脱硫装置5，图中点线表示蒸馏水输送方向。
如图1所示，太阳能高温蒸汽加热器10利用液态汞提供的热量将太阳能水加热器2提供的低压水蒸汽加热成高压水蒸汽，并将高压水蒸汽输送到脱硫装置5、一氧化碳变换装置7、液态烃类转化装置6、太阳能高温蒸汽加器12利用液态汞提供的热量将从冷却分离塔4中通过热交换方式得到的低压蒸汽加热成高压水蒸汽，并将高压水蒸汽输送到生物质转化塔3，图中用“-Z-”表示高压蒸汽的输送方向。
如图1所示，将生物质按箭头的方向加入生物质转化塔3中，生物质在生物质转化塔3中通过液态汞加热，在温度为200℃-1000℃范围内，分解成三种形态的物质，其中液态物质、气态物质按箭头方向进入到冷却分离塔4，通过从冷凝器8输送来的蒸馏水冷凝，得到一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气和液态烃类。一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气从冷却分离塔4进入脱硫装置5，经脱硫后又从脱硫装置5进入一氧化碳变换装置7，混合气体中的一氧化碳与水蒸汽变换反应后，成为氢气和二氧化碳的混合气，该混合气再从一氧的碳变换装置7进入脱二氧化碳装置9，脱去混合气中的二氧化碳，再经脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置11后，成为所需的气体-氢气。上述液态烃从冷却分离塔4进入液态烃类转化装置6，通过催化裂解法，并与水蒸汽反应后生成氢气、一氧化碳、二氧化碳，该混合气体经一氧化碳变换装置7、脱二氧化碳装置9、脱残余的一氧化碳二氧化碳装置11后成为所需的气体-氢气。上述生物质在生物质转化塔3中生成的固态物质-固态碳、与通入生物质转化塔3中的水蒸气反应后，生成一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气、从生物质转化塔3进入冷却分离塔4，一氧化碳变换装置7、脱二氧化碳装置9、脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置11后成为需的气体-氢气。
利用太阳能从生物质中制取氢气工艺方法所采用的设备有，液态烃类转化装置、脱硫装置、一氧化碳变换装置、脱二氧化碳装置和脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置。上述这些装置为合成氨工业中以固体燃料、气态烃、液态烃为原料制取合成氨原料气-氢气的成熟生产设备。此外还采用了公知的太阳能聚光设备。本发明所采用的太阳能高温加热器、冷凝器均为列管式换热器结构。在此基础上，本发明还设计出生物质转化塔、冷却分离塔、太阳能水加热器。
太阳能聚光设备采用了公知的设备，就目前的太阳能聚光设备而言，输出功率可高达1000千瓦，温度可高达3000℃，并采用工质-液态汞进行热能的传递，因此利用该设备为从生物质和水中制取氢气工艺过程提供热能是没有问题的。如图1所示，液态汞按虚线的箭头方向循环传递热量。本发明中通过液态汞进行热交换不外乎有两种形式，一种形式是液态汞和水或低压蒸汽进行热交换，生成低压或高压蒸汽，以满足从生物质和水中制氢工艺过程的蒸汽需要;另一种形式是液态汞直接和生物质或转化物质进行热交换。
如图1所示，太阳能聚光设备通过液态汞将热能传递给太阳能水加热器2。如图4、图5所示，太阳能水加热器包括装有保温层的壳体50。在壳体内设有伸入壳体下部的进水管47，在壳体的顶部设有蒸汽出口48，在壳体的底部设有工质流通室52，该工质流通室的顶壁为壳体的底面，在工质流通室的相对两侧分别设有工质的进口51和出口49，并在工质流通室内用间隔排列的并形成有环绕通道的数块隔板53将上述工质的进口和出口隔开。液态汞从工质进口51进入工质流通室52内环绕隔板53通过隔板间的通道，同时加热工质流通室52的顶壁，然后从工质出口49流走，再回到太阳能聚光设备中，这样进行循环加热。水从进水管47进入壳体50中，通过壳体的底面传递的热量，加热后产生低压蒸汽从蒸汽出口48流走。
如图1所示，太阳能高温加热器10、12采用液态汞加热低压蒸汽成为高压蒸汽。如图6所示，太阳能高温加热器采用列管式换热器的结构，其管束进出口59，54为工质的进出口，其壳体内的管外向隙的空间为蒸汽加热的空间，其壳体内的进出口55、56为蒸汽的进出口。低压蒸汽通过高温加热器加热成高压蒸汽。
如图1所示，冷凝器8将低压蒸汽冷凝为蒸馏水。冷凝器也是采用列管式换热器的结构，其管束进出口为蒸汽进口和蒸馏水出口，其壳体内管外间隙的空间为水冷凝的空间，其壳体内的进出口为冷水的进出口。
如图1所示，将生物质放入生物质转化塔3中利用液态汞进行加热。如图2所示，生物质转化塔包括装有保温层的塔体32，塔体的内部结构采用列管式换热器的管束式结构，管束的进出口31、30为工质的进出口，塔体内的管外间隙的空间为生物质转化空间，生物质转化空间有三个通往塔体外的通口，即位于塔体上部一侧的生物质进口33、位于塔体上部另一侧的转化物出口34、位于塔体下部的废渣出口35，此外在生物质转化空间中设有与太阳能高温加热器的蒸汽出口相通的带有喷孔的蒸汽管37。将生物质从生物质进口33放入塔体内，液态汞从工质进口31进入列管内，加热生物质，然后从工质出口30流回太阳能聚光设备，这样进行循环流动加热。生物质在高温下分解出气体，分解的气体从转化物出口34出来再进入冷却分离塔中。当生物质分解完全后，第二步可通过蒸汽管37向塔体内喷入高压蒸汽，生物质分解后的固态碳与水蒸气反应所生成的气体也从转化物出口34进入冷却分离塔中。生物质分解反应后的废渣，可从废渣出口35取走。
如图3所示，冷却分离塔包括有装有保温层的双塔体41，每个塔体内部结构都采用列管式换热器的管束式结构，每个塔体的管束的进出口38、39;46、43，均为冷却水的进出口，每个塔体内的管外间隙的空间都为转化物冷却分离的空间，其中一个塔体的转化物冷却分离空间有一个通往塔体外的通口即位于该塔体上部的转化物进口40，而另一个塔体的转化物冷却分离空间有两个通往塔体外的通口即位于该塔体上部的混合气出口45、位于该塔体下部的液态烃出口44，并在两个塔体的下部用转化物输管42连通两个塔体内的转化物冷却分离空间。从冷凝器得到的蒸馏水从冷却分离塔的管束的进口46进入其中一个塔体内的列管中，再从该塔体的管束出口43进入另一个塔体的管束进口38，从而又进入这个塔体的列管中，转化物从转化物进口40进入转化物冷却分离空间中，并通过转化物输管42从一个塔体内到另一个塔体内，经二级冷却分离后，混合气从混合气出口45出去，液态烃从液态烃出口44流出，而蒸馏水经热交换后成为低压蒸汽从管束的出口39出去，通过管道引到太阳能高温加热器12中和脱硫装置5中(如图1所示)可回收或有效利用。
如图1所示，从生物质转化塔3中分解出的气态物质经冷却分离塔4冷却分离后成为一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气(其中气体烃类很少)，然后进入脱硫装置5。如图7所示脱硫工艺采用公知的蒽醌二磺酸钠法及其公知的设备。如图1、图7所示，从太阳能高温蒸汽加热器10中产生的高压蒸汽进入脱硫装置5中的溶液加热器105、硫磺泡沫槽112、热水槽118中。从冷却分离塔4下来的低压蒸汽进入脱硫装置5中的熔硫釜113中。从冷凝器8出来的水进入脱硫装置5中热水槽118中，如图7所示，混合气进入脱硫塔102后，在塔内木格填料上与吸收溶液逆流相遇，硫化氢被溶液吸收，吸收后的溶液从塔底流出经水封103入反应槽104中，然后用循环液泵107打到再生塔108底，在再生塔析出的硫磺，被空气鼓吹到溶液表面，硫呈泡沫状在再生塔上部扩大部分与再生后的溶液分离，溶液溢流进吸收塔顶部喷淋，硫泡沫流入硫泡沫槽112，为了维持恒定的硫泡沫量，再生塔的液位可以用器外调节器106调节。含硫的悬浮液在真空过滤机116进行过滤，过滤后得到的硫糊送至硫熔融釜113用直接蒸汽加热熔炼，熔融硫经与蒸汽冷凝液分层后，沉于下层的熔融硫压入模子内冷却，得到块状硫。图7中-G-为空气的流向，-C-为脱硫液的流向。
如图1所示，混合气经脱硫装置5，脱硫后，进入一氧化碳变换装置7。如图8所示一氧化碳变换工艺采用公知的工艺及其设备。如图1、图8所示，从太阳能高温蒸汽加热器10中产生的高压蒸汽进入一氧化碳变换装置7中的混合器203中。从冷凝器8出来的水进入一氧化碳变换装置7中的冷凝塔207中。如图8所示，一氧化碳变换装置包括有饱和塔201、热水塔202、混合器203、热交换器204、变换器205、水加热器206、冷凝塔207、热水泵209。在公知的工艺中，混合气在最开始进入变换器之前要通过电加热的方式进行予热起动的，待运转起来后是通过变换后的气体进行予热。为了节省电能充分利用太阳能，在本发明中，在上述的混合器203与变换器205之间设有起动予热器208，该起动手热器采用列管式换热器的结构，其管束进出口为工质的进出口并与前述的太阳能聚光设备的工质循环管接通(如图1所示)，其壳体内的进出口为混合气的进出口，其进口管通过装有转向阀的进口三通与上述混合器203和热交换器204之间的管道接通，其出口管通过装有转向阀的出口三通与上述热交换器204和变换器205之间的管道接通。混合气由压缩机压缩至18大气压后，经过脱硫后进入饱和塔201，塔中以170℃左右的热水淋洒，混合气被加热至160℃左右，并带出一定数量的水蒸汽。在混合器203中与补充的蒸汽混合，使蒸汽∶混合气达到1∶1后进入予热器208，在予热器中混合气予热至320℃-330℃，并进入变换器205中进行反应，变换器也是采用中间喷水的型式，变换后的气体约为400℃，此时，将予热器的进口转向阀和出口转向阀分别转向，使未变换的气体和变换的气体在热交换器204中进气热交换，变换气被冷却至约260℃，再经水加热器206冷却至200℃后进入热水塔202，再进入冷凝塔207中冷却至常温。
如图1所示，混合气经一氧化碳变换装置7后进入脱二氧化碳装置9，如图9所示，脱二氧化碳工艺采用公知的工艺及其设备。图9是采用二乙醇胺催化热碱法的工艺流程。溶液在再生塔302再生后，分成二路，从再生塔302中段和下段分别引出。从再生塔中段引出的溶液(部分再生的溶液)送到吸收塔301的中部，以吸收大部分的二氧化碳，这部分溶液温度约112℃;而从再生塔302底部引出的溶液(完全再生的)经换热器307冷却到71℃左右，送到吸收塔301顶部喷淋，其中部分溶液通过过滤器，以除去溶液中的发泡物质。从吸收塔301底部引出的溶液先经透平机310回收能量，然后再送至再生塔302顶底，回收的能量用来加压中段吸收溶液。混合气进入吸收塔301底部，混合气与从吸收塔301顶部、中部流下的溶液逆流接触，其中的二氧化碳被吸收。净化后的气体，从吸收塔301顶部引出，经分离器除去夹带的微量碱液。图10中-S-表示再生气的流向。
如图1所示，混合气经脱二氧化碳装置9，后进入脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置11。如图10所示脱残余的一氧化碳、二氧化碳工艺采用公知的工艺及其设备。如图1、图10所示，从太阳能水加热器2出来的低压蒸汽进入脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置11中的上加热器405、下加热器406。图10中是采用醋酸铜氨液洗涤与再生过程的工艺流程。混合气由压缩机加压到120-130大气压送至铜氨液洗涤塔401，从底部进入，自下而上，与塔顶喷淋而下的铜氨液逆流相遇，气体中一氧化碳、二氧化碳、硫化氢和氧等即为铜氨液所吸收。随后进入碱液洗涤塔402，气体被碱液洗涤后，其中一氧化碳和二氧化碳总量降到10-15PPm左右，最后得到纯度为97-99%的氢气。吸收气体中一氧化碳等杂质后的鲷氨液经再生系统回收再生重新使用。再生系统由回流塔403，再生器404、还原器407、上加热器405、下加热器406等组成。图10中的-T→表示气体的流向，-Y→表示液体的流向。
如图1所示，生物质分解后的固态碳与水蒸气反应所生成的气体为一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气，经冷却分离塔4，再经一氧化碳变换装置7、脱二氧化碳装置9、脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置11后，最后得到纯度为97-99%的氢气。
如图1所示，从冷却分离塔4冷却分离出来的液态烃进入液态烃类转化装置6，通过脱硫、在有蒸汽存在情况下的催化裂解反应，生成一氧化碳、二氧化碳和氢气。如图11、图12所示，液态烃脱硫、转化工艺采用公知的工艺，并在公知的设备的基础上进行改进。如图1、图11、图12所示，从太阳能高温蒸气加热器10中产生的高压蒸汽进入液态烃类转化装置6中的蒸汽予热炉506、烃类予热器504中。从太阳能水加热器2出来的低压蒸汽进入液态烃类转化装置6中，为油罐501进行予热。从冷凝器8出来的水进入液态烷烃类转化装置6中的最终洗涤塔514中。从太阳能聚光设备出来的液态汞进入液态烃类转化装置6中，为蒸汽予热器506、气化炉507、烃类予热器517提供热能。如图11、图12所示，液态烃类转化装置包括有油罐501、泵前油过滤器502、油泵503、油予热器504、泵后油过滤器505、急冷室508、一级水气分离器509、一级文氏洗涤器510、二级水气分离器511、二级文氏洗涤器512、三级水气分离器513、最终洗涤塔514、最终水气分离器515、热水循环泵516，为了利用太阳能的热量，在上述普通设备的基础上，本发明还在上述泵后油过滤器505的后面设有烃类蒸发器518，该烃类蒸发器采用列管式换热器的结构，其管束进、出口为高压蒸汽进、出口并分别与前述的太阳能高温加热器的出、进口接通，其壳体内的进出口为烃类进出口，其中的进口与上述泵后油过滤器505的出口接通，其中的出口接脱硫罐519的进口，该脱硫罐为公知的设备，该脱硫罐519的出口与二级烃类予热器517的烃类进口相接，该二级烃类予热器采用列管式换热器的结构，其管束进、出口为高压蒸汽进、出口并分别与前的太阳能高温加热器的出、进口接通，其壳体内的进出口为烃类的进出口，其中的出口接气化炉507的进口，该气化炉如图12所示，是由予热室701和转化反应室709组成，且两室之间由连通管706接通，在上述予热室701中设有予热器702和阻流挡板703，该予热器的加热管与前述太阳能聚光设备的工质循环管接通，在上述的转化反应室709中设有二级予热器708和催化层712，该二级予热器的加热管与前述的太阳能聚光设备的工质循环管接通，如图11所示，上述的气化炉507的出口接上述的急冷室508的进口，并且在氧化炉507的进口之前设有蒸汽予热器506，该蒸汽予热器的结构和太阳能高温加热器的结构相同，其工质进出口与前述的太阳能聚光设备的工质循环管接通，其蒸汽进口与前述的太阳能水加热器的低压蒸汽出口接通，其高压蒸汽出口与上述气化炉507的进口管接通。
如图11、图12所示，液态烃从油罐501底出来，用油泵503加压到50-60大气压，进入油予热器予热到150℃-200℃，再进入烃类蒸发器518，变成气态烃后流出烃类蒸发器518，加入定量的氢(图11中-g→表示)然后进入设有钴钼层、氧化锌层的脱硫罐519，脱硫后进入二级烃类予热器517，被二级烃类予热器517予热至600℃-800℃，高温烃类与高温高压的水蒸汽汇合后进入气化炉507的予热室701内，被予热器702予热至1000℃-1300℃，并沿阻流挡板703的夹道经连通管706进入转化反应室709的催化层712进行转化反应，转化后的气体从氧化炉507出来后进入急冷室710，然后经洗涤、水气分离后进入净化工序。
如图1所示，转化气体经一氧化碳变换装置7、脱二氧化碳装置9、脱残余的一氧化碳二氧化碳装置11后，最后得到纯度为97-99%的氢气。
综上所述，本发明利用太阳能从生物质和水中制取氢气，能充分利用自然界“取之不尽”的廉价能源-太阳能，并从自然界存在最广泛、最便宜的资源-水和生物质中制取人类所需的气体燃料-氢气，为能源短缺提供新的解决途径。同时变废物为宝物，为工农业的垃圾处理提供一个新的解决出路，有利于净化环境。
权利要求
1.一种利用太阳能从生物质和水中制取氢气工艺方法，该工艺方法包括有固态碳转化步骤，固态碳在600℃-1000℃中，常压下与水蒸气反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气；和液态烃类的转化步骤，该转化步骤通过催化裂解法，并与水蒸汽反应后生成氢气、一氧化碳、二氧化碳，该工艺方法还包括有净化工艺步骤，该净化工艺步骤是将上述两个转化步骤中生成的转化气体及一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气进行除固体杂质、脱硫、脱二氧化碳和一氧化碳变换的净化处理，最后得到纯度为97-99%的氢气，其特征在于上述转化步骤中的固态碳；一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气；液态烃类是从生物质和水中制成，其过程为将生物质放在生物质转化塔中，在温度为200℃-1000℃范围内，压力为常压条件下分解成三种形态的物质固态物质、液态物质、气态物质，该液态物质、气态物质经冷却分离塔冷却处理后得到上述的一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气和液态烃类，该固态物质为上述转化步骤中所需的固态炭，并且该工艺方法使用的所有的热能都来自于太阳能。
2.权利要求1的工艺方法中所用的设备，包括有液态烃类转化装置、脱硫装置、一氧化碳变换装置、脱二氧化碳装置、脱残余的一氧化碳、二氧化碳装置，其特征在于还包括生物质转化塔、冷却分离塔、太阳能聚光设备、太阳能水加热器、太阳能高温蒸汽加热器、冷凝器。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于生物质转化塔包括有装有保温层的塔体，塔体的内部结构采用列管式换热器的管束式结构，管束的进出口为工质的进出口，塔体内的管外间隙的空间为生物质转化空间，生物质转化空间有三个通往塔体外的通口即位于塔体上部一侧的生物质进口、位于塔体上部另一侧的转化物出口、位于塔体下部的废渣出口，此外在生物质转化空间中设有与太阳能高温加热器的蒸汽出口相通的带有喷孔的蒸汽管。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于冷却分离塔包括有装有保温层的双塔体，每个塔体的内部结构都采用列管式换热器的管束式结构，每个塔体的管束进出口均为冷却水的进出口，每个塔体内的管外间隙的空间都为转化物冷却分离的空间，其中一个塔体的转化物冷却分离空间有一个通往塔体外的通口即位于该塔体上部的转化物进口，而另一个塔体的转化物冷却分离空间有两个通往塔体外的通口即位于该塔体上部的混合气出口、位于该塔体下部的液态烃出口，并在两个塔体的下部用转化物输管连通两个塔体内的转化物冷却分离空间。
5.根据权利要求2所述的设备，其特征在于太阳能水加热器包括有装有保温层的壳体，在壳体内设有伸入壳体下部的进水管，在壳体的顶部设有蒸汽出口，在壳体的底部设有工质流通室，该工质流通室的顶壁为壳体的底面，在工质流通室的相对两侧分别设有工质的进口和出口，并在工质流通室内用间隔排列的并形成有环绕通道的数块隔板将上述工质的进口和出口隔开。
6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于太阳能高温加热器采用列管式换热器的结构，其管束进出口为工质的进出口，其壳体内的管外间隙的空间为蒸汽加热的空间，其壳体内的进出口为蒸汽的进出口。
7.根据权利要求2所述的设备，其中的液态烃类转化装置包括有油罐、泵前油过滤器、油泵、油予热器、泵后油过滤器;急冷室、一级水气分离器、一级文氏洗涤器、二级水气分离器、二级文氏洗涤器、三级水气分离器、最终洗涤塔、最终水气分离器、热水循环泵，其特征在于上述泵后油过滤器的后面设有烃类蒸发器，该烃类蒸发器采用列管式换热器的结构，其管束进出口为高压蒸汽进出口并分别与前述的太阳能高温加热器的出、进口接通，其壳体内的进出口为烃类进出口，其中的进口与上述泵后油过滤器的出口接通，其中的出口接脱硫罐的进口，该脱硫罐的出口与二级烃类予热器的烃类进口相接，该二级烃类予热器采用列管式换热器的结构，其管束进出口为高压蒸汽进、出口并分别与前述的太阳能高温加热器的出、进口接通，其壳体内的进出口为烃类的进出口，其中的出口接气化炉的进口，该气化炉是由予热室和转化反应室组成，且两室之间由连通管接通，在上述予热室中设有予热器和阻流挡板，该予热器的加热管与前述的太阳能聚光设备的工质循环管接通，在上述的转化反应室中设有二级予热器和催化层，该二级予热器的加热管与前述的太阳能聚光设备的工质循环管接通，上述的气化炉的出口接上述的急冷室的进口，并且在气化炉的进口之前设有蒸汽予热器，该蒸汽予热器的结构和太阳能高温加热器的结构相同，其工质进出口与前述的太阳能聚光设备的工质循环管接通，其蒸汽进口与前述的太阳能水加热器的低压蒸汽口接通，其高压蒸汽出口与上述气化炉的进口管接通。
8.根据权利要求2所述的设备，其中的一氧化碳变换设备包括有饱和塔、热水塔、混合器、热交换器、变换器、水加热器、冷凝塔、热水泵，其特征在于在上述的混合器与变换器之间设有起动予热器，该起动予热器采用列管式换热器的结构，其管束进出口为工质的进出口并与前述的太阳能聚光设备的工质循环管接通，其壳体内的进出口为混合气的进出口，其进口管通过装有转向阀的进口三通与上述混合器和热交换器之间的管道接通，其出口管通过装有转向阀的出口三通与上述热交换器和变换器之间的管道接通。
全文摘要
本发明涉及到从生物质和水中制取氢气的方法及所用设备。将生物质放在生物质转化塔中，在温度为200℃—1000℃范围内，压力为常压条件下分解成固态物质、液态物质、气态物质。固态物质与水蒸汽反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气。液态物质、气态物质经冷却分离后得到混合气和液态烃，液态烃经催化裂解反应生成含有氢气的混合气。得到的所有的混合气经净化处理后得到纯度为97—99％的氢气。该方法使用的所有的热能都来自于太阳能。
文档编号C01B3/26GK1085522SQ9311855
公开日1994年4月20日 申请日期1993年10月18日 优先权日1993年10月18日
发明者李宗英 申请人:李宗英